二倍体马铃薯基因编辑载体快速验证体系的建立

基于马铃薯熟性基因StCDF1的序列,构建了含有绿色荧光蛋白CRISPR/Cas9-StCDF1载体,并建立了农杆菌介导二倍体马铃薯遗传转化快速验证基因编辑载体的实验体系。结果表明,在发根农杆菌介导的遗传转化过程中,在生根培养基中添加2mg·L^-1的抗生素特美汀,能有效抑制发根农杆菌且不影响发状根的生长。利用荧光检测可实现对转化再生的阳性发状根进行快速筛选。结合对阳性根中拟编辑靶标序列的测序分析,发现所筛选出的阳性发状根中出现多种缺失类型,证明所构建的基因编辑载体和荧光筛选方法的可靠性。进一步利用根癌农杆菌介导转化马铃薯茎段,通过稳定的遗传转化最终获得1株StCDF1缺失5bp的杂合突变体。本研究在二倍体马铃薯中建立了快速验证基因编辑载体的方法,并获得了1株基因编辑植株,为后续研究StCDF1基因的调控网络提供了材料。

二倍体马铃薯StBRC1a功能缺失突变体的获得及其功能分析

为研究二倍体马铃薯TCP转录因子基因StBRC1a的功能,在二倍体马铃薯Solanum tuberosum group phurejaS15-65中对StBRC1a进行了克隆,发现StBRC1a有两个不同长度的转录本,分别命名为StBRC1a^L与StBRC1a^S。序列分析后发现,二者均具有TCP转录因子家族特有的由59个氨基酸组成的非典型碱性—螺旋—环—螺旋(bHLH)结构域及1个R结构域。通过构建系统演化树发现,StBRC1a^L和StBRC1a^S与番茄的SlBRC1a具有最近的亲缘关系,同属于CYC/TB1类TCP转录因子。组织特异性表达分析的结果表明StBRC1a^L与StBRC1a^S在腋芽中特异性的高表达。通过CRISPR/Cas9系统构建StBRC1a功能缺失的纯合突变体后发现,与野生型相比突变体植株表现为分枝显著增多的表型,说明StBRC1a对于二倍体马铃薯的分枝具有抑制作用。